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隨著鋼鐵生產的發展，連鑄技術已被越來越多地被鋼鐵企業采用，我國的連鑄比大幅度上升。連鑄工藝省去了模鑄和初軋開坯的工序，鋼水直接流入連鑄機的結晶器，使液態金屬急劇冷卻，從結晶器尾部拉出的鋼坯進入二次冷卻區，二次冷卻區由輥道和噴水冷卻設備構成。連鑄生產中的主要用水工序有結晶器冷卻水、設備間接冷卻水、鑄胚及設備噴淋用水等。各工序對供水水質要求如表1所示。

連鑄循環水可分為凈環水和濁環水。其中凈環水系統主要供結晶器、設備間接冷卻等用水。使用后水溫度升高，水質未受到污染，主要用于降溫、濃縮率的管理和水質穩定等。濁環水主要供設備和鑄坯噴淋冷卻、切割渣粒化水及沖氧化鐵皮用水。用后水溫升高，水質受到污染，水中含有大量氧化鐵皮微粒和少量油類。除沖氧化鐵皮用水（水質、水溫要求低），經一級沉淀即可循環使用外，其余水一般經二級沉淀、過濾、除油、冷卻后循環使用。

凈環冷卻水中的儀器應用

凈循環水由于水質要求高，一般用軟化水，必須處理好水質穩定問題。采用脫硬后的軟水腐蝕速度加快。如果在水的硬度、堿度較小的地區，也可采用工業水。表2是某大型鋼廠連鑄結晶器循環冷卻水的控制指標。

由于凈環水硬度、堿度都較低，容易吸附結晶器表面的陽離子，因此循環過程中容易產生腐蝕。此外，結晶器鋼液附近水溫高達100~150℃，容易造成結垢，影響結晶器的傳熱，導致鋼液無法形成較大強度的胚殼，造成廢胚或缺陷胚。因此保證凈環水水質的合格是保證生產出合格鑄胚的必要條件。根據上述控制指標，在連鑄凈環水中可使用的在線水質分析儀器如表3所示。

濁環冷卻水中的儀器應用

濁環水指設備和產品的直接冷卻水主要是指二次冷卻區產生的廢水，大量的噴嘴向拉輥牽引的鋼坯噴水，進一步使鋼坯冷卻固化，此水受熱污染并帶有氧化鐵皮和油脂。二次冷卻區每噸鋼耗水量一般為0.5~0.8m3。含氧化鐵皮、油和其他雜質以及水溫較高，這是二次冷卻水的特點。連鑄機濁環水要求較高，特別是二次噴淋和設備噴淋冷卻，要求冷卻水中懸浮物含量小于20~50mg/L，噴嘴直徑一般小于2mm，因此，水處理流程的選擇是否合理直接影響連鑄的正常生產。濁循環水處理的主要目的是除濁、除油、降溫和濃縮率管理。除濁主要是去除生產過程中產生的氧化鐵皮，一般占鑄坯產量的0.2％~0.5％；除濁的主要手段為沉淀和過濾。

濁循環水處理流程一般有如下方案：

二級水處理方案，即一次沉淀和過濾，一次鐵皮坑需除去0.2mm以上的氧化鐵皮，處理后的水中懸浮物含量不大于60mg/L，可供沖氧化鐵皮和設備直接冷卻。雖可省去二次鐵皮沉淀池及相應的設施，但一次鐵皮坑容積較大，構筑物較深，施工難度大，造價高，故一般很少采用。

三級水處理方案，即一次沉淀、二次沉淀和過濾的方案。一次鐵皮坑需除去0.5mm以上的氧化鐵皮，出水懸浮物含量小于150mg/L，可供沖氧化鐵皮用水，并保證供水泵不受嚴重磨損，所以一次鐵皮坑容積小，造價低。二次沉淀通常采用平流沉淀池，要求除去0.2mm以上的氧化鐵皮，出水懸浮物小于60mg/L，一般為地上式構筑物，施工和生產管理方便，且已有與之相配套的除油刮渣設備，因此在連鑄濁循環水系統中廣泛地采用三級水處理工藝。

根據濁環水的上述特點以及處理流程，其中可使用的在線水質分析儀器如表4所示。

連鑄車間循環水的處理

在連鑄工藝中，不論是凈環水還是濁環水的監測都是為了最大限度的避免腐蝕和結垢問題。因此，除了對水質進行必要的監測以外，還需要對循環水投放緩蝕/阻垢劑來調整循環水的水質。通常采用的緩蝕/阻垢劑是以聚磷系產品為主，因此需要監測水中的含磷情況，從而調節循環水中的緩蝕/阻垢劑的含量。

濟鋼集團現有資產總額228億元，主要生產工藝有焦化、燒結、煉鐵、煉鋼、軋鋼。經過近年來不斷的技術革新和經營轉型，其中厚板生產、出口龍頭企業，產品出口比例、中厚板的產量、成本、市場占有率、出口量等多項指標居全國前列。集團還通過了質量、安全、環境管理國際認證，并在全行業率先實現三體系整合和營銷服務體系認證。

濟鋼推行清潔生產，安全生產、發展循環經濟。鋼鐵工業發展循環經濟的目的，是以最少的資源消耗、最小的環境代價實現可持續發展。發展循環經濟的關鍵是做好工業物質和能源的大、中、小循環。按照上述三個循環層次，鋼鐵工業可主要從提高鐵素資源利用效率、能源循環利用率、水循環利用率和固體廢棄物利用率等四個方面入手實施循環經濟。其中，鋼鐵工業的水循環利用，就是要建立工序內部、廠內、廠際多級用水循環思想，提高水循環的濃縮倍率，實現水資源消耗減量化，減少循環系統的工業廢水排放量。

采用高效、安全可靠的先進水處理技術和工藝，提高水的循環利用率，進一步降低噸鋼耗新水量是實現鋼鐵工業水循環利用的主要措施。采用先進工藝對循環水系統的排污水及其他排水進行有效處理，使工業廢水資源化，實現工業廢水零排放。

濟鋼動力廠在美國HACH公司的配合下，建立了水質實時監測系統，為生產供水、完善生產工藝過程提供了科學的數據，實現了系統內集中管理和優化調度。系統使用了HACH公司生產的水質分析儀器，配合國產的數據采集單元以及現場操作員站。水質在線分析儀器根據水處理系統的給水水質要求和現場條件，安裝在循環水供給用戶之前，如固體懸浮物Solitax、硬度APA6000、電導率E53、總磷PhosPhax 、堿度APA6000、pH P53等儀器的使用，對重點參數的監測在鋼鐵生產供水工藝過程中起著至關重要的作用。

在中循環水監測自動化控制項目中的應用

在燃氣電廠凈環水系統中水質在線監測儀器硬度/堿度APA6000的使用，可以監測循環水管道的結垢腐蝕的實際情況，避免堵塞、泄漏和爆管事故發生。對于循環冷卻水系統而言，經常遇到的嚴重問題是污垢沉積，在水質處理長期達不到工藝要求的情況下，會造成管路腐蝕從而引起泄露，也可能會造成阻塞引起輸水困難、能源浪費。硬度和堿度是反映水中結垢情況和腐蝕情況的重要參數，濟鋼以往依靠人工定期進行取樣監測，不能夠及時反映循環冷卻水的水質情況，往往當監測到的數值有明顯變化時，管路已經出現結垢和腐蝕情況，造成生產工藝的嚴重滯后。

哈希公司的硬度/堿度APA6000測定儀在系統中的使用，可完成儀器實時采樣、準確在線分析凈環水系統中的硬度、堿度變化，測量結果以圖形趨勢曲線和數字格式顯示，內置在儀器內部的SIO模塊可采集并儲存30天的詳細歷史數據。通過APA6000硬度和堿度儀，供水車間及時掌握管道凈環水的循環水質的變化，并以此作為依據來控制穩定劑的投加，有效的保證了燃氣電廠發電設備的正常運轉。

實現磷系緩蝕/阻垢劑投加量的自動化控制

和國內絕大多數循環冷卻水處理工藝一樣，燃氣電廠凈環水使用聚磷系的緩蝕/阻垢劑來防止管道結垢堵塞和腐蝕，因為磷系緩蝕/阻垢劑同時兼有緩蝕和阻垢作用且無毒經濟。但是磷系緩蝕/阻垢劑容易水解，水解后緩蝕/阻垢效果降低，會出現管道被腐蝕或堵塞的情況。然而，加大藥量后，就必須要加大排污量以防止水解生成的正磷酸鹽生成磷酸鈣垢，這同樣對管道會造成損害；另一方面，投藥量越大，濃縮倍率越高，管道腐蝕也會加劇，因此嚴格控制循環水中磷的含量是非常重要的。

燃氣電廠在凈環水加藥系統上安裝了哈希公司的總磷PhosPhax分析儀后，完全實現了對水中總磷含量的實時監控，反映出磷系藥劑在循環水中的濃度，根據電磁流量計輸入量，由PLC的輸出模塊，控制調節池的磷系緩蝕阻垢劑加藥量（控制定量投加泵），構成閉環控制。一方面，嚴格控制了管道的結垢、腐蝕；另一方面，由于采用自動監測與控制，大量節省了人工檢測時間和勞動量，也徹底改變了過去僅憑經驗人工加藥的工作模式。提高工作效率的同時，還達到了節藥節電的目的，大大減少了生產成本。

使循環水濃縮倍率一目了然

濃縮倍率表明了系統中鹽分的濃縮程度，其值等于循環水的含鹽量與補充水的含鹽量之比，常以某種不易揮發、不易沉淀，且在處理過程中沒有被加入的離子，如Cl-、SO42-等的濃度來計算。提高循環冷卻水的濃縮倍率，可以減低補充水的用量，從而節約水資源，降低排污水量，減少對環境的污染和廢水的處理量，同時提高濃縮倍率，并節約水處理藥劑的消耗量。但過高濃縮倍率也會使水的結垢傾向增大，從而使結垢控制的難度增加。因此，根據實際情況控制合理的濃縮倍率對于整個循環水處理過程意義很大。

由于在線測量Cl-、SO42-難度較大，成本昂貴，在哈希公司的建議下，濟鋼動力廠采用E53電導率分析儀，通過測量水中的電導率來反映循環水的濃縮倍率，測量更加方便直觀。從而保證了用戶對循環冷卻水濃縮倍率了如指掌，并能合理適時進行補水和排污。

小結

在煉鋼車間的連鑄工藝過程中，循環冷卻水十分重要。凈環水主要用在連鑄結晶器和設備間接冷卻供水中，這部分水是封閉循環，因此水質要求主要以防腐防結垢為主，需要重點監測其pH、電導、硬度、堿度、懸浮物等指標。濁環水主要用在鑄胚和噴淋用水中，直接和鋼胚接觸，含有大量的氧化鐵皮、油等雜質，因此，降低濁度和含油量是關鍵所在，控制濃縮倍數，需要重點監測電導率、懸浮物和水中油等參數。HACH公司生產的水質分析儀器，配合國產的數據采集單元以及現場操作員站，在線監測水中的重要參數對生產供水工藝過程起著至關重要的作用